DE1615198B2 - Verfahren und vorrichtung zum verschweissen zweier rohrfoermiger bauteile - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum verschweissen zweier rohrfoermiger bauteileInfo
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Description
3 4
Elektronenkanone. Dies führt entweder zu Verdamp- löst, daß man eine vakuumdichte Dichtung in eine
fungen oder zu Entladungen, in jedem Falle zu An- Trennfuge zwischen zwei Kontaktflächen eindrückt,
derungen des Hochspannungsstromes und damit zu die zwischen den erstgenannten Kontaktflächen und
Änderungen der Leistung der Elektronenkanone, die der Atmosphäre liegen, und so um die Trennfuge
bis zu einer dauernden Entladung zwischen den ka- 5 zwischen den zu verschweißenden Kontaktflächen
thodischen und den anodischen Teilen führen und einen zum Teil von den Bauteilen begrenzten dichten
damit den weiteren Betrieb unmöglich machen kön- Behälter schafft, daß man diesen Behälter evakuiert
nen. Diese Störungen sind um so stärker, je schwä- und daß man durch einen vom Schweißwerkzeug
eher das Vakuum vor dem Beginn der Verschwei- ausgehenden Elektronenbeschuß schweißt, wobei die
ßung ist oder je weniger dicht die Trennfuge zwi- io Dichtung nach dem Schweißen eingeschlossen
sehen den beiden miteinander zu verschweißenden bleibt,
und einen Behälter bildenden Teilen ist. Gegenüber dem eingangs genannten Verfahren
Zur Durchführung des eingangs genannten Ver- bringt die Erfindung den Vorteil, eine tiefe Schweifahrens
beschreibt die USA.-Patentschrift 3 084 243 ßung in einem einzigen Durchgang vornehmen zu
eine Vorrichtung zum Stoßverschweißen zweier 15 können, während der Vorteil gegenüber dem Verfah-Rohre
vom Inneren des einen Rohres aus, wobei das ren nach der französischen Patentschrift 1367 459
aus einem mit Neutralgaszuführungsmitteln versehe- abgesehen von der Möglichkeit, nicht flächige, sonnen
Brenner bestehende Schweißwerkzeug an einem dem rohrförmige Bauteile verschweißen zu können,
Behälter montiert ist, der seine kreisförmige Ver- darin besteht, daß die Abdichtung des zu evakuierenschiebung
beim Schweißen führt. Die Führung wird 20 den Raumes sicherer erfolgt, da keine Gleitdichtundurch
eine Gelenkkupplung vervollständigt. Be- gen, sondern eine feste Saugdichtung verwendet wird,
kanntlich ist eine solche Einrichtung nicht geeignet, die auch an Teilen mit rauhem Oberflächenzustand
eine tiefe Schweißung in einem einzigen Durchgang eine gute Abdichtung ergibt, und da die Dichtung so
vorzunehmen, sondern dies ist nur mittels Elektro- angeordnet ist, daß keine Gefahr der Verbrennung
nenstrahl-Schweißens im Vakuum möglich, das bei 25 der Dichtung besteht,
der bekannten Einrichtung nicht vorgesehen ist. Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vor-
der bekannten Einrichtung nicht vorgesehen ist. Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vor-
Es ist zwar bekannt, auch außerhalb des Vakuums richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
zu schweißen, wobei der Elektronenstrahl aus dem Verfahrens, die durch ein Traggehäuse, eine gas-Hochvakuum
ausgeschleust wird und eine Luft- dichte Dichtung zum dichten vorübergehenden Feststrecke
durchläuft, doch hat diese Arbeitsweise 30 legen des Traggehäuses an mindestens einem der
schwerwiegende Nachteile, da es dann nicht möglich miteinander zu verschweißenden rohrförmigen Bauist,
mit niedriger Spannung zu arbeiten, weil die teile, eine in dem Gehäuse drehbare Elektronenka-Elektronen
eine weit höhere Energie benötigen, und none, die an einem eingekapselten Arm sitzt, der ein
da die von den Elektronen zu durchlaufende Wand Aggregat aus Versorgungsleitungen mit Strom und
den Elektronenstrahl schwächt und streut. Folglich 35 Kühlmittel enthält, eine von den Bauteilen zwischen
bleibt der entscheidende Vorteil des Elektronen- zwei von den die Schweißnaht bildenden Kontaktflästrahl-Schweißens
gegenüber dem Schweißen nach chen verschiedenen Kontaktflächen eingeschlossene anderen bekannten Verfahren nur im Fall des Vakuumdichtung, eine Verbindungsöffnung in dem
Schweißens unter Vakuum erhalten. so aus dem Traggehäuse und den Bauteilen gebilde-
Andererseits ist aus der französischen Patentschrift 40 ten dichten Behälter zu einem Evakuierungskreis und
1367 459 eine Vorrichtung zum Schweißen mittels eine Dichtung zur dichten Durchführung des Armes
eines Elektronenstrahlbündels im Vakuum bekannt, durch das Traggehäuse und zur Führung der Elek-
bei der der zu evakuierende Raum zwischen dem tronenkanone während ihrer Verschiebung entlang
Elektronenstrahlrohr und den beiden zu verschwei- der Schweißnaht gekennzeichnet ist.
ßenden Teilen durch Abdichten zu beiden Seiten der 45 Diese Vorrichtung weist vorzugsweise ein Organ
Schweißnaht und abdichtendes Überbrücken der zum Verstopfen des zweiten zu verschweißenden
Schweißnaht auf der dem Elektronenstrahlrohr entge- Bauteils und ein zu den beiden Bauteilen koaxiales
gengesetzten Seite der zu verschweißenden Teile mit- Kugelgelenk zur dichten Durchführung des Armes
tels gummielastischer Bänder begrenzt wird. Das durch das Traggehäuse und zur Führung der Elek-
Elektronenstrahlrohr ruht auf den Flächen der zu 50 tronenkanone bei ihrer Drehbewegung entlang der
verschweißenden Teile über Gleitdichtungen. Die Schweißnaht auf.
Gefahr der Verbrennung von Dichtungselementen ist Die Mittel, um die Elektronenkanone in eine
dabei nicht auszuschließen. Drehbewegung oder eine Translationsbewegung zu
Die USA.-Patentschrift 2 651329 beschreibt eine versetzen, sind zweckmäßig Motoren, die außerhalb
von außen auf Rohrteile aufzusetzende Preßdichtung 55 des Arbeitsbehälters liegen.
zur Reparatur schadhafter Rohre mittels Einschwei- Statt dessen können für den gleichen Zweck auch
ßens zweier Ersatzrohrteilhälften nach Entfernung Handgriffe oder Handräder für eine manuelle Steue-
des schadhaften Rohrteils, wobei nicht vom Schwei- rung vorhanden sein,
ßen mittels Elektronenbeschuß die Rede ist. Zur visuellen Kontrolle können optische Einrich-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das 60 tungen, wie ein Endoskop oder eine von dem Arm
eingangs genannte Verfahren so auszubilden, daß es getragene Kamera, vorhanden sein,
zum Schweißen mittels Elektronenbeschuß unter Va- Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung
kuum anwendbar wird und das Verschweißen der veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläu-
beiden Rohrteile unter Erzeugung des Vakuums in tert; darin zeigt
nur einem Bruchteil der Rohrteile durch Schaffung 65 F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung
eines völlig sicher abgedichteten Raumes um die zum Verschweißen zweier rohrförmiger Bauteile,
Schweißstelle gestattet. F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Elektronen-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- kanone und
Fig. 3 bis 10 Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße
Schweißverfahren.
Wie die Fig. 3 bis 10 erkennen lassen, werden zwei durch Verschweißung miteinander zu verbindende
Bauteile 1 und 10 zuerst in der Weise bearbeitet, daß sie mehrere Kontaktflächen aufweisen, die
unter einem Winkel zueinander verlaufen. Die Bauteile 1 und 10 sind in den Fig. 3,4, 8 und 10 beispielsweise
mit drei Kontaktflächen 31, 32 und 33 versehen, von denen die Kontaktflächen 31 und 33
parallel zueinander sind und die dritte Kontaktfläche 32 senkrecht auf den beiden anderen steht.
Die Bauteile 1 und 10 in den Fig. 5,6,7 und9
weisen dagegen nur zwei Kontaktflächen 35 und 36 auf, die einen relativ großen Winkel miteinander einschließen,
im Falle der F i g. 5, 6 und 7 einen rechten Winkel und im Falle der F i g. 9 einen stumpfen Winkel.
Die Oberfläche 33 des einen Bauteils, 1 in F i g. 3 oder 10 in F i g. 8, weist eine Ausnehmung 34 auf,
in die eine vakuumdichte Dichtung 2 eingelegt wird, die zwischen dieser Ausnehmung und dem zweiten
der miteinander zu verschweißenden Bauteile 10 bzw. 1 eingepreßt wird.
Der durch die Ineinanderschachtelung der Kontaktflächen und das Einpressen der Dichtung 2 erhaltene
Aufbau ist auf diese Weise absolut vakuumdicht.
Dann wird ein Schweißbehälter in vakuumdichter Weise rund um die Stoßstelle zwischen den Bauteilen
unter Abstützung auf diesen Bauteilen aufmontiert; das in diesem Behälter erzeugte Vakuum bleibt während
des gesamten Schweißvorganges vollkommen aufrechterhalten und ändert sich nicht durch Entladungen
oder störende Einflüsse, die auf Mängel in der Abdichtung zwischen den beiden miteinander zu
verschweißenden Teilen zurückzuführen sind. Die Elektronenkanone kann daher in wirkungsvoller
Weise zur Vereinigung der beiden Bauteile entlang ihrer den Oberflächen 31 entsprechenden Trennfuge
eingesetzt werden, wobei diese Elektronenkanone in dem dichten Behälter oder zusammen mit ihm eine
Rotations- oder eine Translationsbewegung erfährt.
Nach vollendeter Schweißung bleibt die Dichtung 2 zwischen den Bauteilen 1 und 10 eingeschlossen, was
nicht von Nachteil ist, da sie weiter zur Dichtigkeit der Verbindung beitragen kann.
Die Form der Kontaktflächen und der Ausnehmung zur Aufnahme der Dichtung 2 kann je nach
den miteinander zu verschweißenden Bauteilen variieren.
So kann die Dichtung2 z.B. zwischen eine einfache
Abschrägung des Bauteils 10 und das Bauteil (Fig.4) oder umgekehrt (Fig. 10) zwischen eine
Abschrägung des Bauteils 1 und das Bauteil 10 eingeklemmt werden.
In den Fällen, in denen die Bauteile 1 und 10 nur zwei Kontaktflächen 35 und 36 aufweisen, ist eine
der Oberflächen (36) mit einer Ausnehmung 37 zum Einklemmen der Dichtung 2 versehen, während die
andere 35 die Schweißlinie bildet (F i g. 5,6 und 9).
Die beiden Kontaktflächen können einfach aus den Enden der Bauteile 1 oder 10 und einer ihrer
Seitenwände (F i g. 7) bestehen, was jegliche zusätzliche Bearbeitung unnötig macht. Die Ausnehmung
38 zur Aufnahme der Dichtung 2 kommt dann in ein Bauteil 40 zu liegen, das sich auf die seitlichen Kontaktflächen
36 abstützt, die in Verlängerung zueinander liegen. Praktisch weist dieses Bauteil 40 zwei
Ausnehmungen 38 auf, von denen jede eine Dichtung 2a bzw. Ib aufnimmt, die gegen die miteinander
zu verschweißenden Bauteile angepreßt werden.
Die Verschweißung erfolgt von der dem Bauteil 40 gegenüberliegenden Oberfläche der Bauteile 1 und
10 aus, und die fertige Verbindungsstelle der beiden Bauteile 1 und 10 weist dieselbe absolute Dichtigkeit
ίο auf wie die zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Die Schweißnaht setzt sich bis zu dem Bauteil 40 fort, das auf den beiden Bauteilen 1 und 10 festgelegt
wird und beispielsweise als Schutz für die Schweißnaht dienen kann. Die Dichtungen 2 α und 2 b bleiben
zwischen dem Bauteil 40 und den Bauteilen 1 bzw. 10 eingeschlossen.
Unabhängig von der Anordnung und der Anzahl der Kontaktflächen wird die Verschweißung mit
einer in einem dichten Behälter entlang der Stoßstelle der beiden Bauteile beweglichen Elektronenkanone
vorgenommen, und die anstoßenden Wände der beiden Bauteile bilden dabei mindestens eine der Seiten
des dichten Behälters. In gewissen Fällen, insbesondere wenn die miteinander zu verschweißenden
Bauteile rohrförmig sind, können sie selbst den größten Teil des dichten Behälters bilden.
Ein Beispiel für die Verschweißung zweier rohrförmiger
Bauteile ist in der F i g. 1 dargestellt, die eine Dichtung 2 zeigt, die zwischen den beiden miteinander
zu verbindenden rohrförmigen Bauteilen 1 und 10, die zuvor mit Kontaktflächen 35 und 36 versehen
worden sind, die senkrecht zueinander verlaufen, eingeschlossen ist und hinreichend weit von der
Schweißnaht 3 entfernt ist, um von der Schweißhitze nicht zerstört zu werden. Die eingeschlossene oder
verlorene Dichtung, die beiden Bauteile 1 und 10, ein abnehmbarer Stopfen 4, eine Pumpenöffnung 5 .und
ein Traggehäuse 42 für eine Elektronenkanone 7 begrenzen zusammen einen dichten Behälter 6, der sich
evakuieren läßt und in dem sich die vollständig eingekapselte Elektronenkanone 7 verschieben läßt, die
über einen ebenfalls vollständig eingekapselten Arm 8 gespeist und getragen wird, der das Gehäuse
42 durchsetzt.
Das Traggehäuse 42 für die Elektronenkanone 7 und den Arm 8 weist im wesentlichen die Form eines
an einem seiner Enden offenen Zylinders auf, der durch irgendein geeignetes Mittel an einem der beiden
miteinander zu verschweißenden rohrförmigen Bauteile, beispielsweise dem Bauteil 1 festgelegt ist,
wobei eine gasdichte Dichtung 44 die Abdichtung der Festlegung gewährleistet.
Das zylindrische Gehäuse 42 liegt koaxial zu den miteinander zu verschweißenden Bauteilen 1 und 10,
und sein Boden 43 trägt in seinem Mittelpunkt unter Zwischenschaltung eines Kugellagers 46 und einer
Dichtung 47 den Arm 8, der außerhalb des Gehäuses 42 mit einem Motor 13 zur Steuerung der Verschiebung
der Elektronenkanonen 7 in Verbindung steht.
Zahnräder 48 und 50, die mit der Welle des Motors 13 bzw. mit dem Arm 8 fest verbunden sind, übertragen
beispielsweise eine Drehbewegung rund um die Achse des Armes 8 auf die Elektronenkanone 7.
Der in dem zweiten der miteinander zu verschweißenden Bauteile 10 auf der anderen Seite der Schweißnaht 3 festgelegte abnehmbare Stopfen 4 schließt den dichten Behälter ab, der auf diese Weise von dem Gehäuse 42, den die Dichtung 2 zwischen
Der in dem zweiten der miteinander zu verschweißenden Bauteile 10 auf der anderen Seite der Schweißnaht 3 festgelegte abnehmbare Stopfen 4 schließt den dichten Behälter ab, der auf diese Weise von dem Gehäuse 42, den die Dichtung 2 zwischen
sich einschließenden Bauteilen 1 und 10 und dem Stopfen 4 begrenzt wird. Außerdem ist das Gehäuse
42 mit einer seitlichen öffnung 5 zum Anschluß eines in der Zeichnung nicht dargestellten Evakuierungskreises versehen.
Die Verschiebung des Speisearmes 8 kann in gleicher Weise in bestimmten Fällen vollständig von
Hand erfolgen, beispielsweise mittels eines Handgriffes, und in einer Drehung oder einer Translationsbewegung
bestehen; eines Motors 13 bedarf es dann nicht. Der Arm 8 umschließt eine Hochspannungsversorgung
9 für die Elektronenkanone, eine Niederspannungsversorgung 30 (Spulen, Beleuchtungseinrichtungen),
optische Einrichtungen 11 (Endoskope, Glasfasern oder Kameras) und eine Kühlwasserleitung
12.
Der Arm 8 ist fest mit einer Elektronenkanone 7 verbunden, zu der eine Kathode 14 gehört, die durch
Elektronenbeschuß von einem Heizfaden 15 und einem Diaphragma 16 aus beheizt wird und einen ao
von einem Kathodenteil 17 modulierten Elektronenstrahl abgibt (Fig.2). Dieses Emissionsaggregat, das
über einen einstückigen isolierten Hochspannungsanschluß 18 gespeist wird, ruht auf einem Hauptisolator
19. Vervollständigt wird diese Einrichtung zur Bildung des Elektronenstrahls durch ein Anodenbauteil
20, und außerdem wird der Elektronenstrahl elektromagnetisch durch eine mittels eines Wassermantels
22 gekühlte Spule 21 fokussiert. Zwischen der Anode 20 und der Spule 21 ist ein schrägliegender
Spiegel 23 angeordnet, der ein Bild der Schweißzone in einen Hohlraum 24 entwirft, der entweder
ein Endoskop oder ein anderes optisches Beobachtungssystem enthält. Dieses Aggregat ist auf einen
Träger 25 montiert und in einer eine vollständige Einkapselung bildenden metallischen Hülle 26 eingeschlossen.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel hat man eine Elektronenkanone gebaut, deren maximaler
Durchmesser 130 mm betrug und die eine maximale Beschleunigungsspannung von 35 kV bei einem
Elektronenstrom von 15OmA benutzte. Die Eindringtiefe in die Schweißzone betrug 15 mm.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung und der Schweißvorgang läuft in der folgenden Weise ab:
Die rohrförmigen Bauteile 1 und 10, die miteinander verschweißt werden sollen, werden ineinander in
der Weise eingeschachtelt, daß die Oberflächen 35 und 36, die zuvor an den Bauteilen herausgearbeitet
worden sind, miteinander in Berührung kommen, wobei die Oberfläche 36 die Dichtung 2 einschließt
und die andere Oberfläche 36 die Schweißnaht bestimmt. In das Bauteil 10 wird ein Stopfen 4 eingepreßt
und verschließt auf diese Weise ein Ende des aus den beiden Bauteilen 1 und 10 gebildeten Rohres.
Die Elektronenkanone 7 und der Arm 8 werden anschließend in den durch den Stopfen 4 und die beiden
Bauteile 1 und 10 begrenzten Behälter eingeführt, wobei die axiale Lage beispielsweise durch in
der Zeichnung nicht dargestellte Keile geregelt wird, welche die Tragweite des Armes 8 in der Weise verändern,
daß sich das offene Ende des Traggehäuses 42 der Elektronenkanone 7 an dem nicht den Stopfen
4 enthaltenden Bauteil 1 abstützt und den auf diese Weise gebildeten dichten Behälter 6 verschließt.
Anschließend wird über die Öffnung 5 in dem Traggehäuse
42 eine kräftige Auspumpung des Behälters vorgenommen, bis das zu der Verschweißung erforderliche
Vakuum erzielt ist. Anschließend wird die Elektronenkanone 7 in Leistung und Fokussierung
eingeregelt und die Verschweißung der Bauteile 1 und 10 unter Verschiebung der Elektronenkanone
mittels des Armes 8 und des Motors 13, d. h. im Falle der F i g. 1 durch Drehung der Elektronenkanone
um die Achse der Bauteile 1 und 10 und die des Armes 8 unter Steuerung durch den Motor 13 vorgenommen,
wobei eine fest mit dem Arm 8 verbundene Zentrierrolle 52 beispielsweise auf der Innenwandung
des Bauteils 1 gleiten kann. Die Verschweißung vollzieht sich auf diese Weise in einem vollkommen
dicht abgeschlossenen Behälter entlang der Stoßfuge zwischen den beiden Bauteilen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum Verschweißen zweier rohrförmiger Bauteile vom Inneren des einen Bauteils
entlang einer Trennfuge zwischen zwei Kontaktflächen, bei dem man längs der Trennfuge ein
Schweiß werkzeug gegenüber einem vorübergehend an einem der Bauteile befestigten Behälter
verschiebt, dadurch gekennzeichnet daß man eine vakuumdichte Dichtung (2) in eine
Trennfuge zwischen zwei Kontaktflächen (36) eindrückt, die zwischen den erstgenannten Kontaktflächen
(35) und der Atmosphäre liegen, und so um die Trennfuge zwischen den zu verschweißenden
Kontaktflächen einen zum Teil von den Bauteilen (1, 10) begrenzten dichten Behälter (6)
schafft, daß man diesen Behälter evakuiert, daß man durch einen vom Schweißwerkzeug (7) ausgehenden
Elektronenbeschuß schweißt, und daß die Dichtung (2) nach dem Schweißen eingeschlossen
bleibt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Schweißverfahrens nach Anspruch 1, · gekennzeichnet
durch ein Traggehäuse (42), eine gasdichte Dichtung (44) zum dichten vorübergehenden Festlegen
des Traggehäuses (42) an mindestens einem der miteinander zu verschweißenden rohrförmigen
Bauteile (1 und 10), eine in dem Gehäuse drehbare Elektronenkanone (7), die an einem
eingekapselten Arm (8) sitzt, der ein Aggregat aus Versorgungsleitungen mit Strom (9, 30) und
Kühlmittel (12) enthält, eine von den Bauteilen (1 und 10) zwischen zwei von den die Schweißnaht
(3) bildenden Kontaktflächen (35) verschiedenen Kontaktflächen (36) eingeschlossene Vakuumdichtung
(2), eine Verbindungsöffnung (5) in dem so aus dem Traggehäuse (42) und den Bauteilen (1 und 10) gebildeten dichten Behälter
(6) zu einem Evakuierungskreis und eine Dich-' tung (47) zur dichten Durchführung des Armes
(8) durch das Traggehäuse (42) und zur Führung der Elektronenkanone (7) während ihrer Verschiebung
entlang der Schweißnaht (3).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, zum Verschweißen zweier rohrförmiger Bauteile entlang
einer kreisförmigen Schweißnaht, gekennzeichnet durch ein Organ (4) zum Verstopfen des zweiten
(10) der miteinander zu verschweißenden Bauteile (1 und 10) und durch ein zu den beiden
Bauteilen (1 und 10) koaxiales Kugelgelenk (46) zur dichten Durchführung des Armes (8) durch
das Traggehäuse (42) und zur Führung der Elektronenkanone (7) auf ihrer Drehbewegung entlang
der Schweißnaht (3).
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben der Elektronenkanone
(7) ein Motor (13) außen an dem Traggehäuse (42) befestigt und mit dem eingekapselten
Arm (8) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch an dem Arm (8) sitzende optische Einrichtungen
(11) zur visuellen Beobachtung des Schweißvorganges.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß außen an dem Traggehäuse
(42) Organe zur manuellen Steuerung der Elektronenkanone (7) befestigt sind.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschweißen zweier rohrförmiger Bauteile vom Inneren
des einen Bauteils entlang einer Trennfuge zwischen zwei Kontaktflächen, bei dem man längs
der Trennfuge ein Schweißwerkzeug gegenüber einem vorübergehend an einem der Bauteile befestig-,
ten Behälter verschiebt, · und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Dabei geht es insbesondere um den Fall, daß die
ίο miteinander zu verschweißenden Bauteile zu massiv
sind, um sich gänzlich in einen evakuierten Behälter einschließen zu lassen. .
Auf dem Gebiete der Verschweißung solcher Bauteile ist es bekannt, verschiedene Verfahren, wie etwa
das Schweißen mit elektrischem Lichtbogen, elektrisches Widerstandsschweißen oder Flammschweißen
zu verwenden. Jedoch gibt es ungeachtet dessen, daß diese Verfahren im allgemeinen befriedigend arbeiten,
bestimmte Fälle, in denen die an die Verschweißung gestellten Forderungen so hart sind, daß sie
sich nur durch Verwendung von Elektronenbeschuß erfüllen lassen.
Schweißvorgänge durch Elektronenbeschuß vollziehen sich unter Vakuum und gestatten daher ein
Schweißen unter Ausschluß jeglicher Verunreinigung, mit besonderer Reinheit und gegebenenfalls
entsprechend der Regelung der Leistung des Elektronenstrahls (des Verhältnisses der Leistung des auf
die Oberfläche gerichteten Elektronenstrahls zu dem Querschnitt des Elektronenbündels) mit besonders
größer Eindringtiefe. So ist es z. B. bekannt, daß sich mit Leistungen von einigen Kilowatt ohne weiteres
eine Verschweißung von Stahl in einer Stärke von nahezu 20 mm erzielen läßt, wobei die Breite der
Schweißraupe 2 mm nicht überschreitet.
Dank der mit diesem Schweißverfahren erzielbaren Konzentration der Energie läßt sich die von einer
Längeneinheit der Schweißraupe abgegebene Wärmemenge auf ein Minimum begrenzen, so daß Formänderungen
und das Schwinden des Materials infolge des Schweißvorganges unvergleichlich geringer
als bei den klassischen Verfahren der Bogenschweißung werden. Außerdem befreit die Form der tief
eindringenden Schweißraupe von der Notwendigkeit einer speziellen Anarbeitung von Kanten an die miteinander
zu verschweißenden Bauteile, und gleichfalls gestattet sie möglicherweise eine Verminderung
der Anzahl der. Schweißnähte und demzufolge der anschließenden Kontrollen und Nachbearbeitungsvorgänge,
die bei den anderen Schweiß verfahren erforderlich sind.
In der Praxis wird die Einsetzbarkeit· dieses
Schweißverfahrens jedoch durch den Umstand begrenzt, daß die miteinander zu verschweißenden
Bauteile und die Elektronenkanone in einen evakuierten Behälter eingesetzt werden müssen, durch den
hindurch Organe für die Steuerung mechanischer Verschiebungen, für optische Beobachtungen usw.
einführbar sein müssen, was die Notwendigkeit eines hohen Investitionsaufwandes mit sich, bringt, der um
so größer wird, je massiver die miteinander zu verschweißenden Bauteile werden. Bei hoher Eindringtiefe
der Verschweißung und dann, wenn man nicht rund um die Elektronenkanone ein zusätzliches Vakuum
aufrechterhalten kann, verändern Metalldämpfe und aus der Schweißschmelze entweichendes
Gas den Wert für das Vakuum zwischen den verschiedenen Potentialen unterliegenden Teilen der
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |